1.1 机器的组成 1
第1章 机械设计基础概论 1
1.2 本课程的内容、性质和任务 3
1.3 机器应满足的要求和设计制造程序 4
1.3.1 机器应满足的要求 4
1.3.2 机器设计、制造的一般程序 5
思考题 7
练习题 7
2.1.1 运动副的概念 8
2.1.2 运动副的分类 8
2.1 运动副及其分类 8
第2章 平面机构的运动简图及自由度 8
2.2 平面机构运动简图 9
2.2.1 机构运动简图及分类 9
2.2.2 机构运动简图的符号 9
2.2.3 平面机构运动简图的绘制 11
2.3 平面机构的自由度 14
2.3.1 自由度与约束条件 14
2.3.2 平面机构自由度的计算 14
2.3.3 计算平面机构自由度时应注意的几个问题 15
2.3.4 平面机构具有确定运动的条件 17
思考题 18
练习题 19
3.1.1 铰链四杆机构的基本类型及应用 21
第3章 平面连杆机构传动 21
3.1 铰链四杆机构的基本类型、应用和特点 21
3.1.2 铰链四杆机构的特点 24
3.2 铰链四杆机构曲柄存在的条件 24
3.3 铰链四杆机构的演化 25
3.3.1 改变运动副类型 25
3.3.2 连杆机构的倒置 26
3.3.3 扩大转动副 27
3.4 平面四杆机构的传动特性 28
3.4.1 急回特性 28
3.4.2 压力角与传动角 29
3.4.3 极限位置与死角 30
3.5 多杆机构简介 31
思考题 32
练习题 33
第4章 凸轮机构传动 34
4.1 凸轮机构的应用及类型 34
4.1.1 凸轮机构的组成、应用及特点 34
4.1.2 凸轮机构的分类 35
4.2 从动件的常用运动规律 36
4.2.1 凸轮机构的工作过程分析 36
4.2.2 从动件常用运动规律 36
4.3.1 反转法原理 38
4.3.2 尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 38
4.3 图解法设计凸轮轮廓 38
4.3.3 对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 39
4.3.4 尖顶偏置移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 40
4.4 盘形凸轮的结构设计 40
4.4.1 尖压力角 40
4.4.2 凸轮基圆半径的选择 41
4.4.3 滚子半径的选择 42
4.4.4 凸轮的结构 43
思考题 44
练习题 45
5.1 概述 46
第5章 齿轮机构 46
5.2 渐开线齿廓 47
5.2.1 渐开线的形成和性质 47
5.2.2 齿廓啮合基本定律 49
5.3 齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 50
5.3.1 齿轮各部分名称及符号 50
5.3.2 渐开线齿轮的基本参数 51
5.3.3 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 52
5.3.4 径节制齿轮 52
5.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 53
5.4.1 节点、节圆、啮合线和啮合角 53
5.4.2 渐开线齿廓啮合特性 54
5.4.3 正确啮合条件 55
5.4.4 连续传动条件及重合度 56
5.4.5 标准中心距 57
5.5 渐开线齿轮的切齿原理 58
5.5.1 仿形法 58
5.5.2 范成法 58
5.6 渐开线齿轮的根切现象和最少齿数 60
5.7 渐开线变位齿轮传动简介 61
5.7.1 标准齿轮传动的缺点 61
5.7.2 变位齿轮的概念 61
5.7.3 最小变位系数 62
5.7.4 变位齿轮的啮合传动及几何尺寸 62
5.7.5 变位系数的选择 64
5.7.6 变位齿轮传动的类型 65
5.8.1 公法线长度测量计算 67
5.8 直齿圆柱齿轮的齿厚测量计算 67
5.8.2 分度圆弦齿厚、弦齿高测量计算 68
思考题 70
练习题 71
第6章 间歇运动机构 72
6.1 棘轮机构 72
6.1.1 棘轮机构的工作原理 72
6.1.2 棘爪工作条件 73
6.1.3 棘轮、棘爪的几何尺寸计算及棘轮齿形的画法 74
6.2 槽轮机构 74
6.2.1 槽轮机构的工作原理 74
6.2.2 槽轮机构的主要参数 75
6.4 凸轮间歇运动机构 76
6.3 不完全齿轮机构 76
思考题 77
练习题 77
第7章 机械运转速度波动的调节 79
7.1 机械运转速度波动调节的目的和方法 79
7.2 飞轮设计的近似方法 80
7.2.1 机械运转的平均速度和不均匀系数 80
7.2.2 飞轮设计的基本原理 81
7.2.3 最大盈亏功Amax的确定 82
7.3 飞轮主要尺寸的确定 84
练习题 85
思考题 85
第8章 回转件的平衡 87
8.1 回转件平衡的目的 87
8.2 回转件的平衡计算 87
8.3 回转件的平衡试验 91
思考题 93
练习题 93
第9章 机械零件设计概论 96
9.1 机械零件设计概述 96
9.2 机械零件的强度 97
9.2.1 应力的种类 97
9.2.3 变应力下的许用应力 98
9.2.2 静应力下的许用应力 98
9.2.4 安全系数 99
9.3 机械零件的接触强度 102
9.4 机械零件的耐磨性 105
9.5 机械制造常用材料及其选择 105
9.5.1 金属材料 106
9.5.2 非金属材料 107
9.6 公差与配合、表面粗糙度和优先数系 108
9.6.1 公差与配合 108
9.6.2 表面粗糙度 109
9.6.3 优先数系 110
9.7.2 标准化 111
9.7.1 工艺性 111
9.7 机械零件的工艺性及标准化 111
思考题 112
练习题 112
第10章 螺纹联接 115
10.1 螺纹的主要参数、类型、特点和应用 115
10.1.1 螺纹的主要参数 115
10.1.2 螺纹的类型、特点和应用 116
10.2 螺纹联接的类型和螺纹紧固件 117
10.2.1 螺纹联接的主要类型 117
10.2.2 螺纹紧固件 118
10.2.3 螺纹紧固件的材料及等级 120
10.3.1 预紧 121
10.3.2 防松 121
10.3 螺纹联接的预紧和防松 121
10.4 螺栓的强度计算 123
10.4.1 普通螺栓联接的强度计算 123
10.4.2 受剪螺栓联接的强度计算 125
10.5 螺栓联接的结构设计 128
10.5.1 螺栓组的布置 128
10.5.2 提高螺栓强度的措施 130
思考题 131
练习题 131
第11章 齿轮传动 133
11.1 齿轮的失效形式及计算准则 133
11.1.1 齿轮的失效形式 133
11.1.2 齿轮传动的设计计算准则 134
11.2 齿轮材料及热处理 135
11.2.1 齿轮材料 135
11.2.2 齿轮的热处理 136
11.3 齿轮传动的精度 137
11.3.1 选择齿轮精度的基本要求 137
11.3.2 渐开线圆柱齿轮精度国标简介 138
11.4 直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷 139
11.4.1 受力分析 139
11.4.2 计算载荷 140
11.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 142
11.5.1 齿面接触疲劳强度计算 142
11.5.2 轮齿弯曲疲劳强度计算 143
11.5.3 许用应力 144
11.6 直齿圆柱齿轮传动设计计算准则及主要设计参数的选择 146
11.6.1 设计计算顺序 146
11.6.2 主要设计参数的选择 146
11.7 斜齿圆柱齿轮传动 151
11.7.1 齿廓曲面的形成和啮合特点 151
11.7.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数、正确啮合条件和几何尺寸计算 152
11.7.3 斜齿轮传动的重合度 153
11.7.4 斜齿轮的当量齿数 154
11.8 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算 155
11.8.1 受力分析 155
11.8.2 强度计算 156
11.9.1 直齿锥齿轮的当量齿数zv 160
11.9 直齿锥齿轮传动 160
11.9.2 直齿锥齿轮的几何尺寸计算 161
11.9.3 受力分析 162
11.9.4 直齿锥齿轮传动的强度计算 163
11.10 齿轮结构 164
11.11 圆弧齿轮传动简介 165
11.12 齿轮传动的维护与修复 167
11.12.1 齿轮传动的润滑 167
11.12.2 齿轮传动的维护 167
11.12.3 齿轮的修复 167
思考题 168
练习题 168
12.1.1 蜗杆传动的类型 170
第12章 蜗杆传动 170
12.1 蜗杆传动的类型和特点 170
12.1.2 蜗杆传动的特点 172
12.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 173
12.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数 173
12.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 175
12.2.3 蜗杆、蜗轮的结构 177
12.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择 178
12.3.1 蜗杆传动的相对滑动速度vs 178
12.3.2 蜗杆传动的失效形式及设计准则 178
12.3.3 蜗杆和蜗轮的材料选择 179
12.3.4 蜗杆材料的许用应力 179
12.4 蜗杆传动的受力分析 180
12.5 蜗杆传动的强度计算 181
12.5.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 181
12.5.2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 182
12.6 蜗杆传动的效率及热平衡计算 183
12.6.1 蜗杆传动的效率 183
12.6.2 蜗杆传动的热平衡计算 183
12.7 蜗杆传动的安装与维护 184
12.7.1 蜗杆传动的润滑 184
12.7.2 蜗杆、蜗轮的安装调整 185
12.7.3 蜗杆传动的啮合和试运转 185
思考题 188
练习题 188
第13章 齿轮系传动 190
13.1 定轴轮系传动比的计算 191
13.1.1 轮系的传动比 191
13.1.2 定轴轮系传动比的计算 191
13.2 行星轮系传动比的计算 194
13.2.1 行星轮系的组成 194
13.2.2 行星轮系的分类 195
13.2.3 行星轮系传动比的计算 196
13.2.4 行星轮系各轮齿数的关系 200
13.3 组合行星轮系传动比的计算 201
13.4 轮系的功用 203
13.5.2 摆线针轮行星传动 205
13.5.1 渐开线少齿差行星传动 205
13.5 几种特殊行星传动简介 205
13.5.3 谐波齿轮传动 206
思考题 207
练习题 207
第14章 带传动和链传动 210
14.1 概述 210
14.1.1 带传动的种类 210
14.1.2 摩擦带传动的主要特点和应用范围 211
14.2 V带和带轮 212
14.2.1 V带 212
14.2.2 V带带轮 213
14.3.1 带传动的受力分析 218
14.3 带传动工作情况分析 218
14.3.2 带的弹性滑动和打滑 219
14.4 V带传动的设计计算 220
14.4.1 失效形式和设计准则 220
14.4.2 单根V带的基本额定功率 221
14.4.3 原始数据及设计内容 223
14.4.4 设计步骤及参数选择 223
14.5 V带传动的张紧与维护 228
14.5.1 V带传动的张紧装置 228
14.6 其他带传动简介 229
14.6.1 同步带传动 229
14.5.2 带传动的使用和维护 229
14.6.2 高速带传动 230
14.6.3 多楔带传动 230
14.7 滚子链和链轮 231
14.7.1 链传动的工作原理和特点 231
14.7.2 链传动的类型和应用 231
14.7.3 滚子链的结构和标准 232
14.7.4 滚子链链轮 233
14.8 滚子链传动的设计 235
14.8.1 滚子链的失效形式 235
14.8.2 额定功率曲线 236
14.8.3 链传动的设计步骤和主要参数的选择 237
14.9.1 链传动的布置 239
14.9 链传动的使用和维护 239
14.9.2 链传动的张紧 240
14.9.3 链传动的润滑 241
思考题 242
练习题 242
第15章 轴 244
15.1 概述 244
15.1.1 轴的功用与分类 244
15.1.2 轴的材料 245
15.2.3 轴的结构设计 246
15.2.2 轴的结构应满足的基本要求 246
15.2.1 影响轴结构的因素 246
15.2 轴的结构设计 246
15.2.4 最小轴径的确定 250
15.3 轴的强度校核 251
15.4 轴的使用与维护 257
15.4.1 轴的使用和检查 257
15.4.2 轴的维修 257
思考题 258
练习题 258
第16章 滑动轴承 260
16.1 滑动轴承的种类和摩擦状态 260
16.1.1 干摩擦状态 260
16.2.1 向心滑动轴承 261
16.2 滑动轴承的结构型式 261
16.1.2 边界摩擦状态 261
16.1.3 液体摩擦状态 261
16.2.2 推力滑动轴承 263
16.3 轴瓦及轴承衬材料 263
16.3.1 轴承合金 264
16.3.2 青铜 264
16.3.3 具有特殊性能的轴承材料 264
16.4 润滑剂和润滑装置 265
16.4.1 润滑剂 265
16.4.2 润滑装置 267
16.5 非液体摩擦滑动轴承的计算 268
16.5.2 推力轴承 269
16.5.1 向心轴承 269
16.6 动压润滑的基本原理 270
16.6.1 动压润滑形成的原理和条件 270
16.6.2 液体动压润滑的基本方程 272
16.7 液体动压多油楔滑动轴承简介 273
16.8 液体静压多油楔滑动轴承简介 274
16.8.1 静压轴承 274
16.8.2 空气轴承 275
思考题 275
练习题 275
17.1 滚动轴承的类型及代号 276
17.1.1 滚动轴承的构造 276
第17章 滚动轴承 276
17.1.2 滚动轴承的类型及特点 277
17.1.3 滚动轴承的代号 280
17.2 滚动轴承的类型选择、寿命校核和静强度计算 282
17.2.1 轴承的类型选择 282
17.2.2 滚动轴承的主要失效形式及计算准则 283
17.2.3 滚动轴承的寿命计算 285
17.2.4 滚动轴承的静强度计算 289
17.3 滚动轴承的组合设计 291
17.3.1 轴承内外圈的轴向固定方法 292
17.3.2 轴系的轴向固定 292
17.3.4 滚动轴承的预紧 294
17.3.3 轴承组合的轴向调整 294
17.3.5 滚动轴承的配合 295
17.3.6 支承部分的刚度和同轴度 295
17.3.7 滚动轴承的装拆 296
17.3.8 滚动轴承的润滑与密封 297
思考题 300
练习题 300
第18章 联轴器、离合器 301
18.1 联轴器 301
18.1.1 联轴器的分类 302
18.1.2 常用联轴器的结构、特点及应用 302
18.1.3 联轴器的选用 305
18.2.2 联轴器的安装找正 306
18.2.1 联轴器的对中要求 306
18.2 联轴器的安装与维护 306
18.2.3 联轴器对中找正的注意事项 307
18.2.4 联轴器的使用与维护 307
18.3 离合器 307
18.3.1 离合器的分类 308
18.3.2 常用离合器的类型及特点 308
18.3.3 离合器的使用与维护 310
思考题 310
练习题 310
19.1.2 常用减速器的类型、特点及应用 311
19.1.1 减速器的组成和分类 311
19.1 减速器 311
第19章 减速器和变速器 311
19.2 变速器 314
19.2.1 有级变速器 314
19.2.2 无级变速器 315
思考题 316
练习题 316
第20章 弹簧 317
20.1 概述 317
20.1.1 弹簧的功用与类型 317
20.1.2 弹簧的材料与制造 318
20.2 圆柱螺旋弹簧设计 319
20.2.1 弹簧的端部结构 319
20.2.2 弹簧的特性曲线、应力及变形 320
20.2.3 拉伸、压缩弹簧的基本参数和几何尺寸计算 322
20.2.4 弹簧的设计计算 324
思考题 325
练习题 325
第21章 计算机辅助设计 326
21.1 概述 326
21.1.1 CAD硬件 326
21.1.2 CAD软件 327
21.2 AutoCAD软件简介 328
21.2.1 AutoCAD软件的功能简介 328
21.3 Pro/Engineer软件简介 330
21.3.1 Pro/Engineer软件的功能简介 330
21.2.2 AutoCAD软件在机械设计中的应用 330
21.3.2 Pro/Engineer软件在机械设计中的应用 331
思考题 333
练习题 333
附录 机械设计基础实训练习指导 334
实训1 平面机构运动简图的测绘和分析 334
实训2 渐开线齿轮范成原理实验 335
实训3 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定 338
实训4 轴系结构的测绘与分析 340
实训5 机械的结构及特性分析 343
实训6 减速器的结构分析和拆装 345
实训7 刚性转子的静平衡实验 348
参考文献 351